给排水专业啤酒废水处理毕业设计_secret

河北工程大学毕业设计1目录摘要………………………………………………………………………………‥…………1第1章绪论…………………………………………………………………………‥………21.1啤酒生产工艺…………………………………………………………‥………21.2废水、废物来源……………………………………………………‥…………31.3啤酒废水的特征及水质水量………………………………………‥………4第2章毕业设计任务书………………………………………………………‥…………4第3章方案选择……………………………………………………………………‥……63.1啤酒废水的处理方法…………………………………………‥…………63.2本设计工艺的选择及其流程………………………………‥…………10第4章各构筑物计算…………………………………………………………‥…………124.1格栅……………………………………………………………‥……………124.2调节池……………………………………………………………………‥…154.3过滤机…………………………………………………………‥……………154.4UASB反应池设计计算………………………………………………‥…154.5CAST池设计计算…………………………………………‥………………264.6污泥浓缩池设计计算……………………………………‥………………294.7贮泥池设计计算…………………………………………‥…………‥……324.8污泥脱水………………………………………………………………………34第5章污水处理站布置……………………………………………………‥‥…………345.1污水处理厂平面图布置……………………………………‥……………345.2污水处理厂高程布置………………………………………‥‥…………375.3污水泵站工艺设计………………………………………‥………………41结束语………………………………………………………………‥……………………42参考文献……………………………………………………………………………‥……43摘要随着人民生活水平的不断提高，我国的啤酒工业发展迅速，啤酒产量有了较大幅度的增长，已成为世界五大啤酒生产国之一。至目前为止全国啤酒年产量超过2500万吨，居世界首位。啤酒工业在我国迅猛发展的同时，排出了大量的啤酒废水，给环境造成了极大的威胁。本设计为某啤酒废水处理设计。设计程度为初步设计。啤酒废水水质的主要特点是含有大量的有机物，属高浓度有机废水，故其生化需氧量也较大。该啤酒废水处理厂的河北工程大学毕业设计2处理水量为5000dm/3,不考虑远期发展。原污水中各项指标为：BOD浓度为4500-5500mg/L,COD浓度为8500-11000mg/L，SS浓度为800-450mg/L。因该废水BOD值大,不经处理会对环境造成巨大污染，故要求处理后的排放水要达到一定的排放标准,即：BOD≤100mg/L，COD≤150mg/L，SS≤160mg/L。本文分析了啤酒生产中废水产生的环节，污染物及主要污染来源，并从好氧、厌氧生物处理两方面来考虑了废水治理工艺，提出了UASB+CAST的组合工艺流程。可将废水COD由8500-11000mg/L降至100-150mg/L，BOD从4500-5500mg/L降至50-100mg/L以下，SS由800-450mg/L降到160mg/L以下，出水符合标准。本设计工艺流程为：啤酒废水→粗细格栅→污水提升泵房→调节池→UASB反应器→CAST池→处理水该处理工艺具有结构紧凑简洁，运行控制灵活，抗冲击负荷，污泥量小等特点，实践表明该组合工艺处理性能可靠，投资少，运行管理简单的特点。为啤酒工业废水处理提供了一条可行途径。具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。关键词：啤酒废水UASBCAST第1章绪论1.1啤酒生产工艺啤酒生产工艺分为制麦、糖化、发酵、及处理等4大工序1.麦芽制备工段麦芽制备工段习惯上称为制麦，是生产啤酒的开始，将原料大麦制成麦芽。整个制麦过程大体可分为原料清选分级、浸麦、发芽、干燥、除根等过程。制麦的目的在于使大麦发芽，产生多种水解酶类，以便通过后续糖化，使大分子淀河北工程大学毕业设计3粉和蛋白质得以分解溶出。制麦工段用水主要包括浸麦洗麦用水和冷却用水两部分。用水浸渍大麦，俗称浸麦，浸麦的目的在于使麦粒吸水和吸氧、洗涤除尘以及去除微生物，并将麦皮内的用害成分浸出，为发芽提供条件。在浸麦时，浸麦用水中常投加化学药品，如饱和澄清石灰水、甲醛水溶液、高锰酸钾、氢氧化钠或氢氧化钾溶液。整个浸渍周期长达48-72天。随着排水时间的推迟，每以浸段产生的废水中含有机污染物浓度由高到低。根据国内现行制麦工艺，每投产1t大麦约耗水18-603m（1）发芽水分、氧气和温度是麦粒发芽的必要条件。大麦经水浸渍后，含水率为40﹪—48﹪，在制麦芽过程中需通入饱和湿空气，环境的相对湿度应在85﹪以上。麦粒发芽因呼吸作用而耗氧，同时产生的二氧化碳有利于麦粒发芽。但通风量不能过大，否则麦芽呼吸作用太旺盛，营养物会消耗过多。发芽的温度以13-18℃为宜。温度过低，发芽周期要延长；温度太高，发芽生长速度快，营养物质耗费多，如果通风跟不上，容易发生霉烂现象。所以，发芽工段生产的水温度较低，单发芽工段的污水温度一般在10℃左右，单独处理会有低温处理的困难。（2）干燥生产啤酒，不直接使用绿麦芽，而是使用干麦芽，这是因为，经干燥处理后，绿麦芽的生腥味被去除，使啤酒的风味得到改善；经干燥处理后，干麦芽带有的特有的色、香、味赋予啤酒特殊的风味；从储藏角度看，绿麦芽含水量高，不能久贮。麦芽的干燥过程分成烘干和焙焦两个阶段。（3）麦芽除根麦根的吸湿性强，如不去除，易吸收水分而影响麦芽的保存。麦根含有苦涩味物质、色素和蛋白质，对啤酒的风味、色泽和稳定性都不利。因此，经干燥后的麦芽，应立即用除根机除根。（4）麦芽保存麦芽经适当时间贮存后再用来糖化要不直接使用新鲜麦芽效果好。再贮存期间，麦芽的淀粉酶和糖化酶活力以及酸度都有提高；另外，麦芽吸收了少量水分，再粉碎时谷皮不碎，对麦汁过滤有利。干麦芽除根稍冷后，应立即送入立仓贮存。如采用袋装，因与空气接触面大而易吸收水，故贮存期较短，不宜超过6个月。2.麦汁制备工段麦汁制备工段俗称糖化。将麦芽粉碎后与温水混合，借助麦芽自身的多种水解酶，将淀粉和蛋白质等高分子物质进一步分解成可溶性低分子糖类、糊精、氨基酸、腖、肽等，麦芽内溶物的浸出率可达80﹪，这就是糖化过程。3．发酵工段加酒花后的澄清麦汁冷却至6.5-8.0℃，接种酵母，发酵正式开始。酵母对以麦芽糖为主的麦汁进行主发酵，产生乙醇和二氧化碳。4.灌装工段经过发酵的成熟酒俗称嫩酒，送入后酵罐，长期低温贮存。残余酵母和蛋白质等沉积于贮罐底部，少量悬浮于酒中，须经分离后才能罐装。在滤酒工艺中，经过滤器截留河北工程大学毕业设计4的酒渣、部分过滤材料及残酒随水排入下水道。经过滤后的成品酒可直接桶装或罐装。装酒用的桶或罐，在装酒前要经行清洗和消毒，因此清洗水中含有残酒和酒泥。1.2废水、废物来源在麦芽制备工段的废水主要来自浸麦、洗麦。废水中含有大麦粒、瘪大麦、麦芒、麦皮和泥沙等悬浮固体以及谷皮的浸出物，如宁物质、矿物质、蛋白质、苦味质等。悬浮固体含量大约占原大麦投加质量的2﹪左右。每浸渍1t大麦产生COD污染物约10-12kg或BOD污染物5-6kg，废水中挟带的浮麦量约20.0kg，这与国外资料提供的数据基本相符。麦汁制备工段的废水主要来自糖化锅与糊化锅的刷锅水、清洗水和麦糟贮存池底流出的麦糟水。一般冷、热凝固物也含在废水中排出，所以糖化工序产生的废水中有机物质比较多，COD浓度高达20000—40000mg/L。该废水的排放量约占废水中有机物总量的5﹪-10﹪，废水排放为间歇排放。麦汁制备工段的废弃物有麦糟、冷和热凝固物。麦糟使麦汁制备过滤后产生的副产物，含水75﹪-80﹪，组分主要有蛋白质、脂肪、淀粉、还原糖、粗纤维以及灰分。热凝固物使在麦汁煮沸过程中，由于蛋白质变性和多酚物质氧化、聚合而产生的。热凝固物含水80﹪，组分为蛋白质、酒花树脂、多酚物质和灰分。冷凝固物是在麦汁冷却过程中析出的，主要组分是蛋白质、碳水化合物、多酚物质和灰分。在此工段，每制1t成品酒，产生COD污染物7.24kg或BOD污染物3.77kg。发酵工段的废水来源于洗涤水，COD浓度为2000-3000mg/L,排放量约为废水总量的15﹪-20﹪，采取间歇排放的方式。这个工段的废弃物是酵母和硅藻土。酵母是在啤酒发酵过程中沉淀下俩的，一般因为生产所需，沉淀下来的酵母经洗涤后重复使用，但多余的和失去活力的酵母，如不综合利用则随废水排出。酵母除含水80﹪-85﹪外，其他组分是蛋白质、脂肪、纤维、灰分和无机氮浸出物。在此工段，每制1t成品酒，产生COD污染物8.3kg或BOD污染物5kg。灌装工段的废水来自洗瓶水、喷淋杀菌水、冷却水、地面冲洗水和包装物破损流出的残酒等。这部分的排放量较大，约占总量的30﹪-40﹪，COD浓度为500-800mg/L，采取连续排放的方式。1.3啤酒废水的特征及水质水量1.特点啤酒厂生产啤酒过程用水量很大，特别是酿酒、罐装工艺过程大量使用新鲜水，相应产生大量废水。啤酒的生产工艺较多，不同的啤酒厂生产过程中吨酒耗量和水质相差很大。管理和技术水平较高的啤酒厂耗水量为8～12吨每吨，我国啤酒厂的吨酒耗水量一般大于该参数。国内啤酒从糖化到罐装总耗水10～20立方米每吨。酿造啤酒消耗的大量水除一部分转入产品外，绝大部分作为工业废水排入环境。啤河北工程大学毕业设计5酒工业废水按其有机物含量可分为以下几类：（1）冷却水冷冻机，麦汁和发酵的冷却水等。这类废水基本上未受污染。（2）清洗废水如大麦浸渍废水，大麦发芽降温喷雾水，清洗生产装置废水，漂洗酵母水，洗瓶机初期洗涤水，酒罐消毒废水，巴斯德杀菌喷淋水和地面冲洗水等，这类废水受到不同程度的有机污染。（3）冲渣废水如麦渣液，冷热凝固物酒槽剩余酵母，酒泥，滤酒渣和残碱性洗涤液等，这类废水中含有大量的悬浮性固体有机物，工作中将产生麦汁冷却水，装置洗涤水、麦糟、热凝固物和酒花糟和大量悬浮固体。（4）罐装废水在罐装酒时，机器的冒泡滴时有发生，还经常出现冒酒，使废水中掺入大量残酒。另外喷淋时由于用热水喷淋，啤酒升温引起瓶内压力上升，“炸瓶”现象时发生，致使大量啤酒洒在喷淋水中。为防止生物污染，循环使用喷淋水时需加入防腐剂，因此别更换下来的废喷淋水含防腐剂成分。（5）洗瓶废水清洗瓶子时先用碱性洗涤剂浸泡，然后用压力水初洗和终洗，瓶子清洗水中含有残余碱性洗涤剂、纸浆、染料、浆糊、残酒和泥沙等。碱性洗涤剂要定期更换，若直接排入下水道可使啤酒废水呈碱性，因此废碱性洗涤剂应先进入调节、沉淀装置进行单独处理。若将洗瓶废水的排出液经处理后储存起来用以调节废水的酸碱值（啤酒废水平时呈酸性），则可以节省污水处理的药剂用量。2.废水水质排放的啤酒废水超标项目主要是COD、BOD、SS、pH值4项，从各车间排放的废水水质水量波动较大。水质变幅范围一般为：pH值5-7，水温10-30℃，COD8500-11000mg/L，BOD4500-5500mg/L，SS800-450mg/L，属高浓度有机废水，BOD/COD约为0.5-0.52，可生化性良好。第2章毕业设计设计任务书1.毕业设计的意义毕业设计是学生学习阶段的最后一个环节。与以往理论课学习不同，具有巩固、深化和综合运用所学理论知识的作用，也可以通过毕业设计来体现你的个性。毕业设计是实际工作的前奏，毕业设计阶段的学习状况将直接影响今后的工作优劣。毕业设计也是培养学生创新能力的一个重要阶段。通过毕业设计，使学生熟悉并掌握污水处理厂的设计内容、设计原理、方法和步骤，能根据设计原始资料正确的选定设计方案，掌握污水厂设计的基本流程及各构筑物的设计方法，熟悉设计计算书和设计说明书的编写内容和编制方法，并绘制工程图，部分图纸深度为施工图阶段。2.设计题目某啤酒厂5000m3